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  • 共享星球丨3D打印技术拍了拍你,它说忙着升级前沿“实力派”

  • 2020-07-16 15:41:04
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      Hello!同学们好。还记得之前爆火的3D打印笔吗?

      短视频平台上经常可以看见有人用这种笔修修补补,仿佛万物皆可画。都2020年了,3D打印在大家心中不会还是这种“神笔马良”的形象吧?小编可要和你好好唠唠了。

      今年5月初,我国首飞成功的长征五号B运载火箭上,搭载着我国新一代载人飞船试验船,实验船上还首次搭载了一台“3D打印机”,这相当于是计划在太空中搭建一个建造工厂,省去了从地球发射笨重设备的环节,直接提供“建筑材料”即可维持空间站的建设。

     

     

      这不仅是我国首次“太空3D打印”实验,也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验,其目的主要是为了支持未来空间站的长期在轨运行,以及发展空间超大型结构在轨制造和扩建。

      偷偷告诉同学们,3D打印技术最近除了“上天”,还“转正”了。在前几天人社部、国家市场监管总局、国家统计局联合发布的9个新职业里,就包括了“增材制造设备操作员”(增材制造又称3D打印)。

     

      其实3D打印技术在15、16年火爆科技圈后,近年来一直在持续进化,正在成为众多科技领域和制造业企业的标准配置。今天,不妨和小编一起进到3D打印技术的纵深,来了解这一备受瞩目的科技。

      01

      颠覆传统制造业的3D打印

      3D打印技术 (additive manufacturing,AM)技术(也称为增材制造)是20世纪80年代后期发展起来的新型制造技术。以其强大的个性化制造能力,充分满足未来社会大规模个性化定制的需求,使大量的产品概念发生革命性变化,成为支撑我国制造业转型到创新驱动发展模式的力量。

     

      传统制造业有两种制造工艺,一种是等材制造,一种是减材制造。等材制造就是在加工制作前后,材料没有损耗。例如古代铸剑,铸成剑的重量跟原来材料重量差不多,这就是等材制造。这类工艺有3000年的漫长历史,但是可以制造的工具相当有限。

      减材制造,是随着工业革命的发展而出现的新技术。在制造过程中,对材料进行各种切割以得到想要的形状,会出现材料耗损,现代的金属制造业,使用的刨、磨、钻等切割工艺,就是这种减材制造。这类工艺出现只有300年时间,却让整个世界进入了工业时代。

     

      与上述工艺不同,3D打印带来了全新的生产制造方式——增材技术。在2013年美国麦肯锡咨询公司发布的“展望2025”报告中,就将增材制造技术列入了决定未来经济的十二大颠覆技术之一。

      3D打印代表的增材制造,所代表着生产方式的颠覆性变革,主要体现在可以完成无损耗生产、可以满足大规模定制需求、能够完成复杂工艺生产等方面。由于3D打印技术层叠打印的生产特性,制造形状复杂和特殊的物体,成为它的独特优势。小编开头所说的使用3D打印来简单的勾勒物品、修补等,只是发挥出3D打印技术凤毛麟角的能力。下面我们来看看那些3D打印技术打印出的意想不到的东西吧。

      02

      只有你想不到

      没有3D打印打不出

      01 打印私人订制款护目镜

      众所周知,世界上没有两个人的脸是一模一样的。这意味着根据用户脸型生成的每一副护目镜都具有独一无二的形状,传统开模生产方式无法生产这样的定制化产品。

      而3D打印技术的发展和快速普及,使工厂可以在很短时间内以较低的成本完成护目镜的定制化生产,甚至在表面彩印上个性化图案。浙大学者发明的量脸定制护目镜,创新的生产方式让这一护目镜技术能够走出实验室,直接服务于广大医护人员。这项研究成果目前已经申请了国家发明专利,并在杭州两个医院开展了临床应用测试。

     

      02 打印素食肉排

      近日,以色列一家公司推出了一种名为“Alt-Steak”的另类牛排,这种牛排可以真实复制肉类的质地、味道和外观,这得益于3D打印技术。据介绍,这种新型的3D打印素食牛排是由大豆、豌豆蛋白、椰子脂肪、葵花籽油以及天然色素和香料制成。主要是为了重现牛肉的肌肉结构,蛋白质含量高,且是植物性的,不含胆固醇。(小编想说,吃了肉却不会长胖也太幸福了吧)

     

      03 打印体内组织

      在《自然生物医学工程》上发表的一项研究中,由伦敦大学学院的科学家组成的团队使用一种被称为“活体3D生物打印的微创技术”,成功地在小鼠身上培育出了新的肌肉。这项新研究可能为器官修复和重建的微创外科技术铺平道路。第一作者Anna Urciuolo博士说:“通过在活体动物模型体内直接进行3D生物打印,我们能够以一种空间控制的方式提供供体肌肉干细胞,提高他们开发新肌肉组织的能力。

     

      04 打印办公室

      迪拜推出过3D打印办公室,该建筑使用了一种特别的水泥混合物,只有一层,占地面积250平方米,使用了一台6x36x12米的打印机建造。耗时17天建成,造价约14万美元,它将作为项目背后的公司——迪拜未来基金会的临时总部使用。研究估计该技术能够消减50%至70%的建造时间,节省50%至80%的人力成本。迪拜的战略是,到2030年利用3D打印建造25%的建筑。

     

      03

      3D打印技术的新可能

      3D打印技术被赋予了“第三次工业革命”的大背景,已经步入了飞速发展的时代。目前,中国的3D打印应用主要集中在家电及电子消费品、模具检测、医疗及牙科正畸、航空航天等领域,未来将向医疗、建筑等更广的应用场景发展。数据显示,2019年中国3D打印市场规模约为33.6亿元。伴随着中国3D打印技术的相应成熟,预计2020年中国3D打印市场规模将近50亿元。

     

      未来,当3D打印的技术已经到达微米级、多材质、活性材料融合的创新节点,新工艺的发明促进了新材料的应用,而新材料的应用又将创新出各种各样的产品。那么,3D打印技术会给各大产业和日常生活带来全新的可能。

      3D打印带来新型的产品创新。在医疗行业,医生可以通过3D建模,通过3D打印出逼真的器官模型,供医生进行预先练习。更具应用前景的4D打印可以也应用在人体器官当中,包括像可压缩伸展的血管支架,可以精确控制其到达血管的指定位置后再进行打开拓展结构。最雄心勃勃的发展方向就是打印出完整功能的身体器官。

     

      3D打印带来结构、生产方式新的突破。比如使用计算机和机器人来精确控制自动化浇筑,来用3D混凝土打印出更稳定也更长的桥梁;还会出现全新的生产方式,例如3D打印技术可以利用一种称为微晶格的新金属材料。它内部是空的,完全透明,但是弹性极好,适合于飞机舱壁、舱门等高安全性低质量的需求。

      3D打印将极大地改变供应链系统。未来成熟高效的打印设备,我们只需获得想要制造产品的数据模型,就可以实现本地化的取材和打印,这将彻底改变传统耗时、迟滞、臃肿和线性的供应链系统。就像每个人都拥有了“移动微工厂”,在丢失或需要某一件物品时,可以通过自行设计或在网络中寻找相关的产品模型下载并打印。

      随着3D打印技术的不断发展与成本的降低,它的“无所不能”也许可以让你的异想天开都成为现实。或许某一天,家中常备的不是健胃消食片,而是3D打印机呢?

     

      今天的知识分享到这里结束了,我们下期再见。

     

     

      中国(长沙)信息安全产业园

      中国(长沙)信息安全产业园是湖南省人民政府、长沙市与中国电子(CEC)深化战略合作的特色产业项目,整体规划416亩,先导区规划194亩,规划建筑面积约45万m²,打造生态企业独栋和品质研发高层,以多元产品满足企业多样化需求。

      园区坚持“产城融合、军民两用、科技艺术融合”发展理念,以信息安全产业为核心,重点布局移动互联网、智能制造、北斗应用、大数据等前沿科技领域。引领性打造信息安全产业聚集高地,塑造湖南特色产业新名片。

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